JP2003328195A - バレルめっき用ダミーボール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はめっき浴の汚染が少なく、また衝突
によるボールの変形を抑制した、電子部品の表面に形成
される外部電極等を電解めっきで形成する際に用いられ
るバレルめっき用ダミーボールを提供する。 【解決手段】 本発明はCuを主成分とする金属球からな
るバレルめっき用ダミーボールである。本発明のCuを主
成分とする金属としては、硬度をCu単体よりも高めるた
めに、めっき浴を汚染しない程度のNi、P、Sn、Al、Si
等を含有したものでもよい。それらの合金系のボール
は、ダミーボールの長寿命化と、端子めっき膜厚の安定
化に有利である。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の表面に
形成される外部電極等を、電解めっきで形成する際に用
いられるバレルめっき用ダミーボールに関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】近年、携帯電話に代表される移動体通信
等の高周波機器の発展と普及に伴い、誘電体セラミック
を基体としたチップコンデンサやLCフィルタ等の電子部
品が急激に普及するようになった。これらの電子部品は
Ag、Cu等の下地層を有する外部電極を具備している。こ
れらの下地層をそのまま外部電極として用いると、電子
部品を回路基板に実装半田付けする際に、特にAgの下地
層では溶融半田に溶解して外部電極が痩せて行く、いわ
ゆる「半田食われ」という問題が生じる。そこで、Ni、Ni
-P合金等をバリア層として前記下地層の表面に形成する
のが一般である。Cuの下地層を有する外部電極について
も、Agと比較すると溶融半田に対する溶解度は小さいも
のの、信頼性の観点から同様にNi等のバリア層を形成す
ることが多い。 【０００３】これらのNi、Ni-P合金等は半田食われを抑
制する為のバリア層としては有効であるものの、溶融半
田をよく濡らすことが出来ず、必要な半田付け強度が得
られない。そこで「半田濡れ性」を高めるために、バリア
層、更にSn又はSn-Pb合金からなる半田をめっきして半
田層を形成することが一般的に行われている。 【０００４】バリア層、半田層等の外部電極はめっき浴
を用いた電解めっきにより形成される場合が多い。この
電解めっきを行う際、外部電極が形成される電子部品本
体の表面は一般にセラミックで形成されていることが多
く、セラミックは導通性が無いため、通常の電解めっき
により外部電極を形成することは困難である。そのため
外部電極の電解めっきは、バレルめっきと呼ばれる方法
により行われる。バレルめっきの実施形態の具体例を示
す断面模式図を図１、図２に示す。図１は地面に垂直な
回転軸を中心にめっき浴（回転浴）を回転させる方式、
図２は地面に水平な回転軸を中心に回転させる方式の例
である。これらの方法はいずれも、ダミーボール４と呼
ばれる金属球と電子部品３とをめっき浴（回転浴１）に
混合装入して同時にめっき液７に浸漬し、前記ダミーボ
ールを介在して外部電極である陰極５、および陽極６に
通電することによりめっきを行う。通電中にめっき浴
（回転浴１）を、回転軸２を軸に回転させることで、電
子部品３、及びダミーボール４を攪拌する。これにより
電子部品３は均等にダミーボール４と接することにな
り、均質なめっき膜を形成する。一般にバレルめっきに
用いるダミーボール４には、鉄系合金球やセラミック球
にNi等のめっきを施したものが用いられている。 【０００５】鉄系合金球に施されるNiめっきは、鉄など
の金属成分がめっき液中に溶け出すことを防止するもの
である。このようなダミーボールではNiめっき被膜のピ
ンホールから、鉄などの金属がめっき液中に溶けだして
めっき液を汚染してしまい、この溶け出した金属がめっ
き皮膜中に共析して、外部電極への正常なめっき被膜の
形成を妨げるという問題を生じることがある。加えて、
鉄系合金球のダミーボールではダミーボール同士の衝突
や、バレルめっきの電極であり被めっき品およびダミー
ボールの支持材である網との衝突により、鉄の微粉が発
生し、この鉄の微粉が半田めっき液を汚染する問題を生
じる。 【０００６】一方、セラミック球を用いた場合、めっき
浴の汚染は改善されるが、値段が高価であり、かつセラ
ミック球の成形自体も困難である。まためっきの際、ダ
ミーボールに通電を行うが、鉄系合金球は電気抵抗率が
高く、セラミック球は基本的に電流が流れないため、電
流はセラミック球表面の薄いめっき層で流れる。この結
果、電流密度が不均一になりやすく、被めっき品に形成
されるめっき膜厚にバラツキが生じるといった問題があ
る。 【０００７】そこで、めっき液の汚染を生じ難く、安価
でかつ電気抵抗率の低いダミーボールとして特開平11-2
79800号公報では、Sn-Pb合金球がダミーボールとして用
いられている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】Sn-Pb合金球は電極等
のめっきに用いられるNiなどと比べてイオン化傾向が小
さいため、上述のようにめっき浴中で金属が溶け出し難
く、めっき液の汚染を生じ難い。しかしながらSn-Pb合
金球のダミーボールは硬度が低く、バレルめっきの際
の、ダミーボール同士の衝突や、バレルめっきに用いる
網等との衝突により変形しやすくなるという問題があ
る。ダミーボールが変形すると、ダミーボールと被めっ
き品のめっき部との接触頻度にバラツキを生じ、めっき
後にめっき膜厚のバラツキを生じる原因となる。 【０００９】本発明の目的は浴の汚染が少なく、またバ
レルめっきの際の衝突による変形を抑制したバレルめっ
き用ダミーボールを提供することである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明者は、Cuを主成分
とする金属球を用いることにより、上記問題を解決する
に至った。すなわち本発明は、Cuを主成分とする金属球
からなるバレルめっき用ダミーボールである。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下に本発明のCuを主成分とする
金属球からなるバレルめっき用ダミーボールの特徴につ
いて詳細に説明する。 【００１２】本発明ではダミーボールとしてCuを主成分
とする金属球を用いる。Cuを主成分とする理由は、通常
電極等のめっきに用いられるNi、Sn-Pb合金などと比べ
イオン化傾向が小さく、めっき浴中で金属が溶け出し難
い為、めっき浴の汚染を大幅に抑制することが可能であ
る。また、Cuを主成分とする金属は電気抵抗率が他の金
属と比較して非常に低いことから、通電した際の電流密
度のバラツキや電流損失を低減することが可能である。
さらに、金属の中でも比較的安価であることも実用化に
おいて重要である。 【００１３】本発明のCuを主成分とする金属としては、
純Cuでも良いが硬度をCu単体よりも高めるために、めっ
き浴を汚染しない程度のNi、P、Sn、Al、Si等を含有し
たものでもよい。それらの合金系のボールは、ダミーボ
ールの長寿命化と、端子めっき膜厚の安定化に有利であ
る。なお、これらの添加元素の含有量は10at%以下とす
ることが好ましく、5at%以下とすることがより好まし
い。これは、添加元素は硬度向上の点においては好まし
いものの、過度に添加すると母材であるCuの格子が歪
み、Cuが本来有する優れた電気伝導性を損なう場合があ
るからである。 【００１４】また、ダミーボールの大きさは平均直径で
0.1mm〜1.0mmとすることが好ましい。0.1mm未満である
とダミーボール同士の間隙への金属イオンの移動が不足
して正常な被膜が形成されず、また取り扱いも困難であ
る。ダミーボール直径が1.0mmよりも大きいと外部電極
への接触頻度が低下し被膜の形成が遅く、また膜厚のバ
ラツキの大きな膜が形成される原因となる。 【００１５】本発明のバレルメッキ用ダミーボールの製
造方法としては、例えば、まずCuを主成分とする金属の
細線を用意し、目的の球の体積となるような寸法で定量
切断する。次にCuを主成分とする金属と反応しない板の
上に、切断して得られた小片を互いに接触しないように
配列した後、溶融温度以上まで加熱、溶融し、自身の表
面張力により球状化する。その後そのままの状態を保っ
たまま冷却を行い、凝固させることによりボールを製造
するといった方法を採用することができる。 【００１６】 【実施例】Cuを主成分とする表1に示す組成で、ボール
直径が0.5mmのバレルめっき用ダミーボールを製造し
た。比較例としてSn-Pb共晶合金のダミーボールも併せ
て製造した。Cuを主成分とする金属球のダミーボール
は、細線を定量切断後、溶融温度以上まで加熱し、球状
化させて製造した。また、Sn-Pb共晶合金のダミーボー
ルは、細線を定量切断後、溶融温度以上に加熱した油の
中に落下させて溶融し、球状化を行うことにより作製し
た。こうして得られたダミーボールの硬度とバレルめっ
きによる変形量の評価を行った。 【００１７】変形量の評価はダミーボール4kgと被めっ
き部品2500個とをめっき用バレル容器に投入してめっき
液中に浸漬し、5rpmの速度で100minの間回転させ、その
前後でのダミーボールの真球度の差で評価した。ダミー
ボールの真球度は、ボールの投影面積から円相当径を求
め、これを最大径で除した値として定義している。この
値を画像解析処理装置により測定し、1000個の平均値を
求めた。結果を表1に併せて示す。尚、バレルめっきに
よるダミーボールの変形のみを確認するため、本実施例
ではめっきのための通電を行っていない。 【００１８】比較例として作製したSn-Pb合金のダミー
ボールはビッカース硬度が13Hv未満であるのに対し、本
発明のCuを主成分とするダミーボールはビッカース硬度
が100Hv以上であった。 【００１９】また、いずれの組成においても、Cuを主成
分とする金属球からなる本発明のバレルめっき用ダミー
ボールは、同組成の油中凝固されてなるSn-Pb合金のダ
ミーボールよりも高硬度を示しており、バレルめっきに
よる変形、劣化が抑制されている。 【００２０】 【表１】 【００２１】 【発明の効果】本発明によれば、バレルめっきにおける
浴の汚染が少なく、またバレルめっきの際の衝突による
変形を抑制したバレルめっき用ダミーボールを提供する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】 【図１】バレルめっき装置の一例の断面模式図である。 【図２】バレルめっき装置の一例の断面模式図である。 【符号の説明】 １．回転浴、２．回転軸、３．電子部品、４．ダミーボ
ール、５．陰極、６．陽極、７．めっき液

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 Cuを主成分とする金属球からなることを
   特徴とするバレルめっき用ダミーボール。